python多线程互斥锁_Python中线程互斥锁是什么
线程互斥锁
1.线程互斥锁介绍
当多个线程几乎同时修改某一个共享数据的时候,需要进行同步控制,线程同步能够保证多个线程安全访问竞争资源,最简单的同步机制是引入互斥锁。
互斥锁为资源引入一个状态:锁定/非锁定
某个线程要更改共享数据时,先将其锁定,此时资源的状态为“锁定”,其他线程不能更改;直到该线程释放资源,将资源的状态变成“非锁定”,其他的线程才能再次锁定该资源。互斥锁保证了每次只有一个线程进行写入操作,从而保证了多线程情况下数据的正确性。
threading模块中定义了Lock类,可以方便的处理锁定:#创建锁
mutex = threading.Lock()
#锁定
mutex.acquire([blocking])
#释放
mutex.release()
其中,锁定方法acquire可以有一个blocking参数。
如果设定blocking为True,则当前线程会堵塞,直到获取到这个锁为止(如果没有指定,那么默认为True)。
如果设定blocking为False,则当前线程不会堵塞。
使用互斥锁实现上面的例子的代码如下:from threading import Thread, Lock
import time
g_num = 0
def test1():
global g_num
for i in range(1000000):
#True表示堵塞 即如果这个锁在上锁之前已经被上锁了,那么这个线程会在这里一直等待到解锁为止
#False表示非堵塞,即不管本次调用能够成功上锁,都不会卡在这,而是继续执行下面的代码
mutexFlag = mutex.acquire(True)
if mutexFlag:#锁住
g_num = 1
mutex.release()#解锁
print("---test1---g_num=%d"%g_num)
def test2():
global g_num
for i in range(1000000):
mutexFlag = mutex.acquire(True) #True表示堵塞
if mutexFlag:#锁住
g_num = 1
mutex.release()#解锁
print("---test2---g_num=%d"%g_num)
#创建一个互斥锁
#这个所默认是未上锁的状态
mutex = Lock()
p1 = Thread(target=test1)
p1.start()
p2 = Thread(target=test2)
p2.start()
time.sleep(5)
print("---g_num=%d---"%g_num)
运行结果为:---test1---g_num=1942922
---test2---g_num=2000000
---g_num=2000000---
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2.上锁解锁过程
当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时,锁就进入“locked”状态。
每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁,该线程就会变为“blocked”状态,称为“阻塞”,直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后,锁进入“unlocked”状态。
线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁,并使得该线程进入运行(running)状态。
锁的好处:
确保了某段关键代码只能由一个线程从头到尾完整地执行
锁的坏处:
阻止了多线程并发执行,包含锁的某段代码实际上只能以单线程模式执行,效率就大大地下降了
由于可以存在多个锁,不同的线程持有不同的锁,并试图获取对方持有的锁时,可能会造成死锁
3.死锁
在线程间共享多个资源的时候,如果两个线程分别占有一部分资源并且同时等待对方的资源,就会造成死锁。
尽管死锁很少发生,但一旦发生就会造成应用的停止响应。下面看一个死锁的例子:#coding=utf-8
import threading
import time
class MyThread1(threading.Thread):
def run(self):
if mutexA.acquire():
print(self.name '----do1---up----')
time.sleep(1)
if mutexB.acquire():
print(self.name '----do1---down----')
mutexB.release()
mutexA.release()
class MyThread2(threading.Thread):
def run(self):
if mutexB.acquire():
print(self.name '----do2---up----')
time.sleep(1)
if mutexA.acquire():
print(self.name '----do2---down----')
mutexA.release()
mutexB.release()
mutexA = threading.Lock()
mutexB = threading.Lock()
if __name__ == '__main__':
t1 = MyThread1()
t2 = MyThread2()
t1.start()
t2.start()
运行结果为:Thread-1----do1---up----
Thread-2----do2---up----
此时已经进入到了死锁状态
4.避免死锁
程序设计时要尽量避免(银行家算法)
添加超时时间等
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